Переведенная версия Последняя версия курсовой 11.06.2007.doc

Содержание

Список сокращений............................................................................ ………………4

1 Цель курсовой работы............................................................................................. 6

2 Тематика курсовых работ........................................................................................ 6

3 Структура и содержание курсовой работы............................................................ 6

4 методических указания по выполнению курсовой работы...................................7

4.1 Анализ технического задания..............................................................................7

4.2 Общие сведения о создании линейных сооружений городской телефонной сети……………………………………………………………………………………..7

4.3 Определение емкости сети и выбор коммутационного оборудования.......... 8

4. 4 Определение местоположения коммутационной системы..................... …..10

4. 5 Проектирование распределительной и магистральной сетей........................... 11

4.6 Электрический расчет линии........................................................................... 14

4.6.1 Расчет линии на постоянном токе........................................................... 14

4. 6.2 Расчет параметров передачи кабеля для линии доступа

с технологией АDSL................................................................................................ 16

4. 6.3 Расчет параметров взаимных влияний.................................. …………..21

4.6.4 Расчет волоконно-оптической соединительной линии......................... 22

5 Оформление пояснительной записки.................................................. ……………24

Перечень рекомендуемой литературы....................................................................... 25

Приложение А....................................................................................... ……………...26

Приложение Б............................................................................................................... 27

Приложение В............................................................................................................... 28

Приложение Г............................................................................................................... 29

Список сокращений

ЛП - линия передачи

УАД - устройство абонентского доступа

ГТС - городская телефонная сеть

АТС - автоматическая телефонная станция

СЛ - соединительная линия

АЛ - абонентская линия

СК - симметричный кабель

КС - коммутационная система

ОК - оптический кабель

ВВЕДЕНИЕ

Дальнейшее развитие Единой национальной сети связи Украины (ЕНМЗУ) требует дальнейшего развития линий передачи различных ступеней иерархии - от магистральных до местных. Линии передачи - это наиболее затратная часть любой телекоммуникационной сети, поэтому во время их проектирования всегда предъявляются высокие требования к их качеству. Линия передачи - неотъемлемая составляющая любой телекоммуникационной системы (ТКС), она определяет информационную емкость ТКС, качество и надежность связи.

Развитие современных телекоммуникационных систем, цифровых электронных станций и аппаратуры уплотнения охватил также один из самых консервативных элементов сети электросвязи - абонентскую линию. В концепции структуры сети электросвязи появилось новое понятие - "сеть абонентского доступа" (СAД), которое объединяет как линию связи, так и оборудования, обеспечивает передачу цифрового потока до абонента. Сеть абонентского доступа может состоять только из физических линий кабелей с медными жилками.

Особенностью СAД является то, что низкочастотными линиями передаются высокочастотные сигналы, поэтому в этих сетях необходимо обеспечение требований электромагнитной совместимости между отдельными кругами в многопарных низкочастотных кабелях.

Линии сетей абонентского доступа называют "последними милями", следовательно, это последняя участок линии, объединяет абонентские устройства с входными приборами коммутационных систем. В телекоммуникационных сетях присутствуют линии передачи на основе как оптических, так и металлических кабелей. Оптические кабели планомерно вытесняют кабели с медными проводами, но последние пока являются незаменимыми на "последней миле".

Для этих сетей с симметричными кабелями разработаны технологии хDSL.
В последние годы интенсивно развиваются технологии сетей доступа с
использованием оптических кабелей - так называемые пассивные оптические сети (passive optical network - РОN), а также гибридные технологии на основе коаксиальных и оптических кабелей.

Дисциплина "Линии передачи" является базовой при подготовке специалистов направления "Телекоммуникации", она базируется на дисциплинах "Техническая электродинамика", "Теория электросвязи", "Теория электрических тел", а также необходимая для изучения дисциплин "Системы передачи", " Волоконно-оптические системы передачи "," Локальные сети и абонентский доступ "и других.

Выполнение курсовой работы предполагает творческий подход к решению поставленных задач, расширение знаний о проводных линиях передачи, особенности их применения, приобретение навыков решения конкретных инженерных задач, ознакомление с нормативными материалами реального проектирования.

1 ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Одна из важнейших задач при выполнении курсовой работы - развитие у студентов навыков самостоятельного поиска необходимых технических решений в области проектирования проводных линий передачи, освоения новейшими достижениями в этой области.

В результате выполнения курсовой работы студенты должны:

Знать: построение абонентских сетей, линий абонентского доступа, соединительных линий с металлическими и оптическими кабелями, особенности использования тех или иных видов кабелей, технологии прокладки кабелей связи

УМЕТЬ: выбирать место установки коммутационных систем, разбивку района, в котором проектируется сеть, на шкафные районы, выбирать трассу прокладки кабеля, определять необходимый тип кабеля, и его емкость, рассчитать параметры линии.

2 тематика курсовых работ

Тематика курсовых работ включает следующие направления: проектирование сети абонентских линий (АЛ) микрорайона с использованием технологии хDSL: проектирование сети абонентских линий микрорайона с организацией соединительной линии (СЛ).

Кроме указанных тем, студентам могут быть предложены темы по заказу кафедры: разработка лабораторных макетов, разработка лабораторных работ с использованием имитационного моделирования, а также задачи, связанные с научной работой на кафедре. Возможные направления таких работ: организация сетей кабельного телевидения, организация гибридных сетей абонентского доступа, организация доступа на основе пассивных оптических сетей (РОN).

При выполнении курсовой работы обязательное применение современных
компьютерных технологий.

3 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа состоит из дв х основных частей: текстовой (пояснительная записка) и графической (чертежи).

В курсовой работе необходимо разработать все вопросы, указанные в техническом задании. При выполнении курсовой работы следует пользоваться современными нормативами на проектирование линейных сооружений городской телефонной сети. Исходными данными к курсовой работы является план микрорайона, в котором необходимо спроектировать сеть абонентских линий, количество абонентов в каждом объекте плана; категория абонентов, количество соединительных линий.

Ниже приведена структура, содержание курсовой работы, объем ее составных частей.

Вступление. Во введении следует определить сети, проектируемой в телекоммуникационных сетях, определить цель курсовой работы (объем до 1 страницы).

1. Определение емкости сети, выбор коммутационного оборудования. - 2 с.

2. Определения местоположения коммутационного оборудования,

разбивка на шкафные районы. - 3 с.

3. Проектирование распределительной и магистральной сетей. - 5 с.

4. Электрический расчет линии. - 6 с.

5. Проектирование АЛ на основе технологии xDSL.

6. Проектирование соединительной волоконно-оптической линии. - 2 с.

7. Вывод. -1 С.

Графическая часть курсовой работы содержит следующие чертежи:

- Схему абонентских линий района (1листА4);

- Схему распределительной сети (1лист А4);

- Схему магистральной сети (1листА4).

Если выполняется научно-исследовательская курсовая работа, то вместо чертежей выполняются плакаты.

Студент-автор курсовой работы несет ответственность за принятые решения и правильность результатов, предоставленных в работе.

4 методических указания по выполнению курсовой работы

4.1 Анализ технического задания

Перед началом выполнения курсовой работы следует проанализировать техническое задание. Согласно ему каждый студент получает план микрорайона в определенном масштабе, с нумерацией зданий, таблицу с количеством жителей в каждом здании, указанием на плане административных зданий (школ, магазинов и т.д.), скверов, стадионов и др.. План микрорайона и таблица приложениями с техническим заданием.

Во время работы абонентская линия проэктируется только для одного шкафного района, который определяется руководителем работ при ее выполнения.

4.2 Общие сведения о создании линейных сооружений городской телефонной сети

Городская телефонная сеть (ГТС) - это совокупность станционных сооружений, линий связи, абонентского оборудования, предназначенных для организации связи между абонентами и передачи других видов информации. Станционные сооружения предназначены для коммутации, а при необходимости для усиления и регенерации сигналов связи. Станционными сооружениями являются коммутационные системы (КС). В КС относятся телефонные станции и выносные концентраторы. Расширение услуг связи, резкий рост всех видов трафика, применение оптических кабелей и волоконно-оптических систем передачи привели к изменению традиционного построения ГТС. Межстанционных из связки часто осуществляются на основе сетей кольцевой топологии, а на сетях структурных единиц населенных пунктов (микрорайонов) применяются выносные концентраторы. Такая структура является достаточно экономичной, позволяет уменьшить стоимость линейно-кабельных сооружений.

Линии связи ГТС в зависимости от назначения подразделяются на соединительные и абонентские линии. Соединительные линии (СЛ) соединяют между собой коммутационные системы или концентраторы с телефонными станциями, а также КС с междугородной станцией. Абонентские линии соединяют устройства абонентского доступа (УАД) с телефонной станцией или концентратором. Совокупность абонентских линий создает сеть абонентского доступа. ГТС позволяет различным организациям передавать линиями связи разнообразную информацию отдельными каналами, которые называются прямыми проводами. Например, прямые провода подключают телеграфные аппараты отделений связи.

К линейным сооружениям ГТС относятся:

- кабельные линии (межстанционных, или 'соединительные и абонентские)

- телефонная канализация, содержащий обзорные устройства и трубопроводы;

- Распределительные кабельные устройства, к которым относятся распределительные шкафы (РШ), кабельные ящики (КЯ), распределительные коробки (РК);

- Устройства для ввода кабелей к помещениям телефонные станции, которые содержат вводный станционный колодец, шахту, перчаточные и линейную сторону кросса.

Схема построения абонентских линий ГТС приведена на рис. 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема построения абонентских линий ГТС

4.3 Определение емкости сети и выбор коммутационного оборудования

Общее количество телефонных аппаратов, а следовательно, и абонентских линий определяется техническим заданием. Емкость сети определяется, исходя из количества жителей микрорайона, наличии предприятий, учреждений образования, культуры, сферы обслуживания и т.д..

Емкость сети определяется исходя из телефонной плотности s - количества ПАВ на 100 жителей, количества жителей, количества коллективных абонентов (предприятий, социальной сферы, офисов и т.п.). Количество коллективных абонентов составляет определенный процент от количества абонентов жилого сектора и равен 3... 5%. Количество абонентов жилого сектора определяется на перспективу 5 лет:

, (4.1)

где N - количество жителей на 5-летнюю перспективу.

, (4.2)

где - Количество жителей микрорайона на начало проектирования, t = 5, р - коэффициент прироста, р = 1,1... 1,3.

Эти данные используются для определения емкости КС. Телефонная плотность g для Украины составляет 0,3. Количество абонентов жилого сектора следует рассчитать для каждого дома.

Общая емкость сети равна сумме абонентов жилого сектора и коллективных абонентов

= + . (4.3)

Результаты полученных расчетов целесообразно свести в табл ицю 4.1.

Таблица 4.1 - Количество жителей и абонентов в микрорайоне

Номер здания	Количество подъездов	Этажность	Количество жителей	Количество абонентов на 5 лет, Н же
На начало проектирования, N 0	На 5-летнюю перспективу, N t
1.. N
Всего:
Из них коллективных абонентов:

До полученного значения количества абонентов добавляется один номер на каждые 100 устройств абонентского доступа, который остается на автоматической телефонной станции городской телефонной сети, он используется как проверочный, тогда

= · . (4.4)

После определения общего количества абонентов необходимо выбрать коммутационную систему.

Промышленность выпускает достаточно широкую номенклатуру коммутационных систем. Это автоматические станции различной емкости, выносные концентраторы тоже различной емкости. Коммутационное оборудование выбирается, исходя из полученного согласно (4.4) емкости сети. Итак, коммутационной системой в сети, проектируемой может быть выносной концентратор (при относительно небольшом количестве абонентов) или автоматическая телефонная станция. В таблице 4.2 приведены технические данные ряда коммутационных систем.

Таблица 4.2 - Характеристики коммутационных систем

Тип системы	Емкость абонентских номеров	Количество СЛ	Примечания
Абонентский линейный концентратор			Цифровые и аналоговые АЛ, доступ ISDN
Цифровая система коммутации ЦСК-ЭАТС-С	От 500 до 30000 с шагом 500	до 12000	Цифровые и аналоговые АЛ, доступ ISDN
ЭАТС "Днепр"	480 для одного блока	до 120 на 1 блок (До 5 блоков)	Возможность блочного наращивания

4. 4 Определение местоположения коммутационной системы

Коммутационную систему (КС) необходимо разместить в центре телефонной нагрузки, в точке, суммарное расстояние от которой до каждого ПАД минимальна. На поле чертежа района проводятся координатные оси. В полученной прямоугольной системе с учетом масштаба определяются координаты и центра телефонной нагрузки каждого дома, центр телефонной нагрузки и его координаты следует нанести на карту района (приложение к техническому заданию).

Координаты центра телефонной нагрузки определяются по формулам:

, (4.5)

где - Количество зданий в районе, - Количество жителей в i-й здания. Координаты местоположения коммутационной системы привести в метрах.

КС необходимо разместить в помещении. Желательно, чтобы это была
административное здание (почта, школа). Такое помещение должно быть
максимально приближенным к центру телефонной нагрузки. В случае необходимости следует привести несколько вариантов расположения КС, выбрать наиболее пригодный и обоснованный выбор. При количестве абонентов около 10000 сводится специальная здание.

4. 5 Проектирование распределительной и магистральной сетей

В Украине введена шкафной система построения городской телефонной сети. После определения места установки КС следует выделить зону прямого питания. Радиус этой зоны для многоэтажной застройки равна 200 м от КС в здание. Устройства абонентского доступа подключаются непосредственно к приборам коммутационной системы.

В дальнейшем необходимо выделить шкафные районы, в каждом из которых устанавливается распределительная шкаф (РШ). В распределительных шкафах выполняется кроссировки для подключения телефонных аппаратов, перераспределение магистральных и распределительных кабелей при ремонтных работах и изменении нагрузки по отдельным направлениям, а также выполняются электрические измерения на линиях.

Разбивка на шкафные районы начинается от границы территории микрорайона в направлении коммутационной системы. Территория шкафного района должна быть компактной, пределами района должны быть улицы, внутриквартальные дороги, естественные препятствия. Нормы загрузки приведены в табл. 4.3. Разбивка на шкафные районы проводится с учетом емкости существующих РШ.

Таблица 4.3 - Характеристики распределительных шкафов

Тип шкафа	Емкость шкафа	Предельное количество пар
магистральных	распределительных
РШ-2000	2000 × 2
РШ-1200	1200 2
РШ-600	600 2

Примечание: в емкости шкафа указана общее количество магистральных, межшкафное и распределительных пар, которые можно завести в шкаф. Емкость шкафа равна общей емкости магистральных, распределительных и резервных пар. Количество распределительных пар РШ всегда больше, чем магистральных. Остаточные пары создают резерв для проведения ремонтных работ, измерений и т.д..

РШ следует устанавливать в подъезде дома или в любом другом помещении в непосредственной близости к центру телефонной нагрузки шкафного района. Местоположение РШ в шкафном районе определяется так же, как и местоположение КС.

Р озташування РШ и границы шкафных районов согласовывается с руководителем курсовой работы. На основе выделения шкафных районов разрабатывается план обслуживания района КС, на котором содержатся:

- План размещения объектов, подлежащих телефонизации, который является частью технического задания;

- местоположение КС;

- границы шкафных районов;

- место установки РШ.

План обслуживания района КС необходимо нанести на карту микрорайона (приложение к техническому заданию). Данные по загрузке РШ свести в табл. 4.4.

В каждом шкафном районе необходимо предусмотреть установку телефонов-автоматов из расчета 0,005 от общего количества абонентов.

Таблица 4. 4 - Загрузка РШ

Номер РШ	Емкость РШ	Количество линий РШ	Емкость кабелей РШ
Квартирная. сектор	колект. абоненты	таксофон	магистральных	розподиля-ющих
	1200 2
	2000 2
	2000 2

Проектирование распределительной сети выполняется для одного шкафного района. Этот район определяется руководителем курсовой работы на основе определения шкафных районов. Проектирование распределительной сети начинается с размещения распределительных коробок в зданиях. Конечно РК имеют по 10 пар входных и выходных контактов, следовательно, к ЖК можно подключить до 10 абонентов. С учетом запаса к каждой ЖК подключаются не более 8 абонентов. Кабели РК (кабельные вводы) группируются в кабеле емкостью не более 100x2, вводимых в распределительные боксы РШ. Группировка целесообразно проводить от границы шкафного района в распределительного шкафа. Недопустимо большое количество разветвителей, а также питание одного дома от двух кабелей. РК в жилых домах устанавливается по одной на этаж между этажами. Типы кабелей целесообразно использовать для распределительной сети, приведены в табл. 4.5, в которой знак - Это знак умножения.

Таблица 4.5 - Типы кабелей ТПП

ТПП 5 2 0,32	50 2 0,32	400 2 0,32	800 2 0,32	1400 2 0,32
10 2 0,32	100 2 0,32	500 2 0,32	900 2 0,32	1600 2 0,32
20 2 0,32	200 2 0,32	600 2 0,32	1000 2 0,32	1800 2 0,32
30 2 0,32	300 2 0,32	700 2 0,32	1200 2 0,32	2000 2 0,32

* Примечание: также кабели с диаметрами токопроводящих жилок 0,32; 0,4; 0,5; 0,64.

После разработки схем и распределительной сети подсчитывается общее количество распределительных пар в районе обслуживания концентратора и сравнивается с теоретической количеством распределительных пар, которая рассчитывается по выражению

(4.6)

где - Абонентская емкость района вне зоны прямого питания; - Количество таксофонов; - Количество прямых проводов; ₁ - коэффициент, учитывает запас проектирования ( ₁ = 1,15... 1,20). Прямыми проводами обслуживаются некоторые организации (узлы связи, милиция, почта и т.д.). Принять .

Общее количество пар распределительной сети должна быть не менее
рассчитанной согласно (4.6).

На схеме распределительной сети необходимость но привести размещение зданий в
шкафном районе, количество подъездов и количество этажей, номера и места установки
распределительных коробок, емкость подведенных кабелей. Пример схемы распределительной
сети приведен на рис. 4.2.

Рисунок 4.2 - Схема распределительной сети

Магистральная сеть проектируется по шкафной системе с
использованием прямого питания. Количество магистральных пар для шкафного
района определяется

= ( + + ) , (4.7)

где - Коэффициент, учитывающий запас проектирование магистральной сети ( = 1,02... 1,03). Сущность остальных параметров такая же, как в (4.6).

В зоне прямого питания количество магистральных пар равна

= ( + + ) , (4.8)

где - Коэффициент запаса для зоны прямого питания ( = 1,02... 1,05), сущность других параметров такая же, как в (4.6).

Общая емкость магистральной сети равна

= + (4.9)

После выполнения расчетов необходимо составить схему магистральной сети. Трассы каб элей магистральной сети наносятся на план района. Разработка схемы следует начать с отдаленных от КС распределительных шкафов по направлению к нему. Кабельные линии, отходящие от шкафов, объединяются в мощные с учетом кратчайшего пути и направляются к концентратору. Линии от нескольких шкафных районов объединяются в одну магистраль и разных направлений подходят к зданию, где расположена коммутационная система.

Схема магистральной сети выполняется без масштаба, но следует учитывать взаимное расположение РШ и направлений. На схеме распределительные шкафы нумеруются, указывается номер коммутационной системы и порядковый номер шкафа. Номер КС соответствует номеру варианта. Нумерация шкафов увеличивается от КС до границ района, последовательность нумерации должна идти по ходу часовой стрелки. Пример магистральной сетей и приведен й на рис. 4.3. Емкость кабеля на участке КС-РШ не должно превышать количества магистральных пар.

4.6 Электрический расчет линии

4.6.1 Расчет линии на постоянном токе и частоте 800 Гц

Основными характеристиками при оценке качества речевых сигналов является собственное затухание линии на частоте 800 Гц, которое не должно превышать 4,3 дБ. Сопротивление абонентского шлейфа постоянному току не должен превышать 1000 Ом.

Длина абонентской линии определяется по трассе участка абонентской линии наибольшей протяженности от КС до распределительной коробки и абонентской проводки, длина проводки не превышает 50 м.

Этот расчет выполняется для заданного в ТЗ значение диаметра токопроводящих жилок.

= ,

= (4.10)

где , - Километричне затухания и километричний сопротивление проводов соответственно (табл. 4.4),

Нормы электрических параметров кабелей приведены в табл. 4.6.

Длина линии определяется м, где - Расстояние от РШ до самой здания, М _П - количество этажей.

Рисунок 4.3 - Схема магистральной кабельной сети

Таблица 4.6 - Нормирование электрических характеристик кабелей типа ТП

Параметр	Единица измерения	Частота, Гц	Нормированное значение
Электрическое сопротивление жилок диаметром, мм: 0,32 0,40 0,50 0,70	Ом / км	Постоянный ток	216 ± 13 139 ± 9 90 ± 6 45 ± 3
Рабочая емкость	нФ / км		45 ± 8
Электрическое сопротивление изоляции, не менее	М Ом · км	Постоянный ток
Коэффициент затухания жилок диаметром, мм 0,32 0,40 0,50 0,70	дБ / км		1,9 1,54 1,23 0,87

Полученные результаты сравниваются с нормами, если они им не соответствуют, необходимо применить кабель с жилками большего диаметра.

4. 6.2 Расчет параметров передачи кабеля для линии доступа с технологией АDSL

Линии xDSL - это высокочастотные линии, поэтому необходимо рассчитать параметры передачи и взаимных влияний в диапазоне использования технологий xDSL.

Технологии передачи xDSL, к которым на сегодня относятся технологии, регламентированы рекомендациями ITU G.991 - G.993, разработанные непосредственно для задач построения цифровых высокоскоростных абонентских линий, которые используют существующие кабели местной телефонной сети. К основным характеристикам оборудования связи xDSL относятся:

- Использование средой передачи существующих абонентских двухпроводной линии передачи на медном кабеле и обеспечения высокой достоверности передачи данных, сопоставимую с качеством, характерным для волоконно-оптических линий связи;

- Высокая степень адаптации к частотных характеристик канала передачи, что позволяет не предъявлять высоких требований к его состояния;

- Электромагнитную совместимость с существующим на абонентской сети оборудованием связи;

- Осуществление дистанционного питания абонентского оборудования непосредственно линией, используется для передачи;

- Совместимость практически с любым существующим телефонным и